Управление в реальном времени. (real-time control)

• можно представить как процессы преобразования информации, приводящие к заранее обусловленной смене состояний управляемого объекта в такты времени, определяемые рабочим циклом объекта.

Управление в реальном времени можно рассматривать на различных уровнях реализации:

• на функциональном;

• на формальном;

• на алгоритмическом;

• на программном;

• на аппаратном.

На функциональном уровне признаками реального времени являются следующие атрибуты:

1. Наличие асинхронного признака обмена информацией между СУ и объектом. (другими словами можно сказать, что обмен данных в режиме реального времени происходит в темпе того процесса, который реализуется в объекте управления.)

2. Реализация принципа обслуживания запросов от нескольких объектов в режиме прерываний. (Прцедура прерывний должна быть поддержана как на программном уровне, с помощью специально разработанных программ обслуживания прерываний, так и на аппаратном уровне посредствам специальных устройств – контроллера прерываний.)

3. Организация процедуры управления несколькими параллельными процессами. (Либо посредствам отдельно выделенного ресурса, в так называемом режиме разделения времени, когда каждый из процессов получает одинаковое для всех время использования ресурса).

4. Организация процедуры взаимодействия с базой данных или системой баз данных, либо с информационной системой обработки данных.

5. Наличие синхронизации процесса взаимодеиствия между системой управления на всех этапах и уровнях. (Технические параметры процесса синхронизации (частота и уровни сигналов) зависят как от принятого протокола обмена, так и от технических харакктеристик источника синхронизации).

На формальном уровне режим реального времени реализуется в виде различных моделей: моделей, построенных на теории конечных автоматов, графовых структур и т. п.

На программном уровне реальное время представлено набором программ-драйверов управления объектами, программами обслуживания прерывний, программами управления обработки данных в сетях и информационных системах, программными средствами поддержки интерфейса пользователя.

На аппаратном уровне управление в реальном времени представлено набором интерфейсных схем и плат, контроллерами, схемами реализации векторных прерываний, схемами многофункциональных счётчиков-таймеров, аппаратурой сетей передачи и обработки данных.

2. Принципы обеспечения процесса управления.

Рассмотренные принципы реализации процесса управления в реальном времени позволяют определить «жизненный цикл» этого процесса, условия обеспечения процесса проектирования СУ.

Процесс проектирования СУ можно представить как систему взаимодействия следующих уровней обеспечения:

• концептуальный;

• информационный;

• функциональный;

• формализации;

• алгоритмический;

• программный;

• аппаратный.

На каждом уровне свои средства реализации.

Концептуальный уровень обеспечения процесса управления.

По отношению к процессу управления объектом концептуальный уровень отображает основной замысел, основную идею процесса управления объектом в реальном времени.

Он носит постоянный характер (неизменный) для лююбых систем управления, не зависит от конкретных способов реализации.

Информационный уровень обеспечения процесса управления.

Информационный уровень охватывает все остальные уровни обеспечения процесса управления.

Информация – это основа, на которой работает любая система.

Любой уровень обеспечения процесса управления представлен какой-либо из ниже перечисленных форм информационного описания.

• аппаратный уровень представлен физическим носителем информации – сигналом.

• программный и алгоритмический уровни представлены логической формой информации – структурами данных и объектами.

• формальный уровень представлен символьной формой описания.

• функциональный и концептуальный уровни – сложной, многосвязной формой в виде базы данных или системы баз данных.

Информация как основной продукт и цель процесса управления определена как стандартная структура данных, а на уровне совокупности систем организована в систему баз данных, объединенных единой сетью и единной информационной структурой.

Здесь: база данных (data base) – это совокупность предназначенных для компъютерной обработки взаимосвязанных данных, прикладными системами многих пользователей и организаций.

Система взаимосвязанных баз данных образует р а с п р е д е л ё н н у ю с и с т е м у б а з д а н н ы х. (distributed data base).

В этой системе данные физически расположены на разных носителях и в разных узлах информационной сети, но эти данные доступны для любой отдельной базы данных, пренадлежащей этой системе.

На символьном уровне представлена минимальная смысловая единица информации – один символ. Любой символ в интерпритации на компьютерном уровне представлен в виде байта. Байт (вуtе) – это стандартный код любого символа, состоящий из сочетания восьми двоичных разрядов (бит).

Рассмотрим каждый из уровней представления информации.